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1. WO2020111313 - MOLDING DEVICE FOR LENS PRODUCTION

Document

명세서

발명의 명칭

기술분야

1   2  

배경기술

3   4   5   6   7  

발명의 상세한 설명

기술적 과제

8   9   10  

과제 해결 수단

11   12   13   14   15   16  

발명의 효과

17   18   19  

도면의 간단한 설명

20   21   22   23   24  

발명의 실시를 위한 최선의 형태

25   26   27   28   29   30   31   32   33   34   35   36   37   38   39   40   41   42   43   44   45   46   47   48   49   50   51   52   53  

청구범위

1   2   3   4   5  

도면

1   2   3   4  

명세서

발명의 명칭 : 렌즈 제작용 금형 장치

기술분야

[1]
본 발명은 렌즈를 제작하는 금형장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 렌즈 형상과 대응되는 형상의 함몰부가 형성된 플레이트에 압력을 가하여 렌즈를 제작하는 렌즈 제작용 금형장치에 관한 것이다.
[2]

배경기술

[3]
일반적으로 렌즈는 빛을 굴절시켜 모으거나 퍼트리는 도구로, 대체로 유리로 만들어지는 것이 종래에는 대부분이었으나 합성수지로 이루어진 렌즈 또한 쉽게 찾아볼 수 있다. 렌즈는 텔레비전 카메라나 필름 카메라, 사진 카메라 등 그 종류를 막론하고 카메라 몸체 앞부분에 원통 모양으로 붙어 있는 것이 통상적이며, 모양과 크기가 달라도 카메라의 눈으로서 피사체 모습을 재현한다는 동일한 기능을 수행한다.
[4]
마이크로 렌즈는 지름이 0.1 내지 수 밀리미터(mm) 정도로 이루어지는 미소한 렌즈로, 광통신에 관련하여 광원인 반도체 레이저와 광학 섬유의 결합, 빛의 통로를 나누는 분기 뿐 아니라 복사기, 팩시밀리, 내시경 등에서 결상에도 이용되며, 굴절률 분포형 렌즈나 미소곡면 렌즈, 어레이 렌즈, 프레넬 띠형 렌즈 등으로 나눌 수 있으며, 금형 외에도 이온 교환, 확산 중합, 스퍼터링 및 에칭 등의 방법으로 생산된다.
[5]
상기한 마이크로 렌즈를 제작하는 금형(mold)는 렌즈의 구면과 대응한 정밀한 금형을 제작하여 압축 성형, 사출 성형 등의 방법으로 이루어진다. 국내등록특허공보 제10-1823609호는 상기한 방법으로 렌즈를 제작하는 금형 장치에 관하여 기재하였다. 복수의 코어가 고정홀더에 의해 위치가 고정된 상태에서 중앙부에 배치되는 렌즈 가공물에 압력이 가해져, 렌즈의 구면이 제작된다.
[6]
그러나 상기한 기술은 렌즈의 측면을 고정시키기 위한 슬라이드 코어를 반드시 필요로 하는 발명으로, 렌즈 제작시 상기 슬라이드 코어와 수직으로 배치되는 상,하부 코어의 위치가 어긋남에 따른 렌즈가 불량품으로 생산되는 현상이 발생할 수 있다. 또한 코어의 이동에 의해 한 번에 생산되는 렌즈의 개수가 한 개로 한정되어, 생산 효율이 높지 않다는 문제점을 야기한다.
[7]

발명의 상세한 설명

기술적 과제

[8]
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 제작되는 렌즈의 양품 생산률을 향상시킬 수 있는 렌즈 제작용 금형 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
[9]
또한 렌즈를 제작하는 작업에 대한 전반적인 효율을 향상시킬 수 있는 렌즈 제작용 금형 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
[10]

과제 해결 수단

[11]
본 발명은 상측에 렌즈 가공물이 배치되어, 상기 렌즈 가공물을 하부에서 지지하는 하부 코어, 상기 하부 코어의 상측에 배치되며, 상기 하부 코어 측으로 이동하여 렌즈에 압력을 제공하는 상부 코어, 상기 하부 코어 및 상부 코어 사이에 개재되며, 제작되는 렌즈의 곡면과 대응되는 형상으로 소정 깊이 함몰되는 곡면 함몰부를 포함하는 성형 플레이트, 중앙에 상기 하부 코어 및 상부 코어를 수용하는 코어 홀이 형성되어, 상기 하부 코어 및 상부 코어의 외측에 형성되는 홀더 및 상기 홀더의 외부에 배치되고, 상기 홀더의 외경보다 큰 내경을 갖는 통공이 형성되어, 상기 홀더를 수용하는 스탑링을 포함하되, 상기 홀더는 상기 하부 코어 및 상부 코어가 수용되는 코어 홀이 중앙부에 형성되고, 상기 코어 홀은 상기 성형 플레이트가 배치되는 상기 하부 코어의 상면 및 상기 성형 플레이트로 압력이 가해질 시에 상기 성형 플레이트와 접하는 상기 상부 코어의 하면과 대응되는 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
[12]
또한 상기 스탑링은 상기 하부 코어의 하면을 지지하는 받침 플레이트를 더 포함하고, 상기 상부 코어가 하강 시에는 상기 상부 코어에 압력을 가하는 가압 수단이 상기 스탑링 측면의 상부와 접촉하여, 제작되는 렌즈의 두께를 결정하는 것을 특징으로 한다.
[13]
또한 상기 홀더 및 스탑링은 측면을 관통하는 복수의 가스 배출공이 형성되어, 렌즈 제작시 상기 홀더 내에서 발생하는 가스가 상기 스탑링 외부로 배출되는 것을 특징으로 한다.
[14]
또한 상기 성형 플레이트는 상기 하부 코어의 상면과 일체형으로 형성되고, 상기 곡면 함몰부는 상기 하부 코어의 상측에서 하측으로 소정 깊이 함몰되는 것을 특징으로 한다.
[15]
또한 상기 스탑링의 높이는 상기 상부 코어의 하면이 상기 성형 플레이트의 상면과 밀착되었을 시의 상기 상부 코어의 상면 높이보다 높은 것을 특징으로 한다.
[16]

발명의 효과

[17]
본 발명으로 인하여, 렌즈를 가공하는 금형의 수가 감소되어 비교적 단순한 과정으로 렌즈를 가공할 수 있다. 즉, 기존 금형에 비해 불량품 생산률을 현저히 줄일 수 있다.
[18]
또한 기존 슬라이드 금형에 비하여 렌즈를 제작하는 1회 생산량이 증가되어 전반적인 효율을 향상시킬 수 있다.
[19]

도면의 간단한 설명

[20]
도 1은 본 발명에 따른 렌즈 제작용 금형 장치를 도시한 분해도이다.
[21]
도 2는 본 발명에 따른 렌즈 제작용 금형 장치를 도시한 예시도이다.
[22]
도 3은 본 발명에 따른 렌즈 제작용 금형 장치를 도시한 단면도이다.
[23]
도 4는 본 발명에 따른 렌즈 제작용 금형 장치를 이용하여 렌즈를 가공하는 순서를 도시한 예시도이다.
[24]

발명의 실시를 위한 최선의 형태

[25]
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
[26]
[27]
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것을 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
[28]
[29]
이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.
[30]
[31]
도 1은 본 발명에 따른 렌즈 제작용 금형 장치를 도시한 예시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 렌즈 가공물을 하부에서 지지하는 하부 코어(100), 렌즈 가공물을 가압하는 상부 코어(200), 제작되는 렌즈의 형상을 결정하는 성형 플레이트(300), 상기 하부 코어(100) 및 상부 코어(200)의 외곽부에 배치되는 홀더(400) 및 상기 홀더(400)의 외곽부에 배치되는 스탑링(500)을 포함하여 이루어질 수 있다.
[32]
상기 하부 코어(100)의 상면에는 상기 성형 플레이트(300)가 배치되며, 이 때 상기 성형 플레이트(300)는 상기 하부 코어(100)의 상면과 일체형으로 제작될 수 있다.
[33]
또한 상기 하부 코어(100)는 상기 복수의 성형 플레이트(300)와 대응되는 형상으로 함몰되어 제작되는 가공부가 상면에 별도로 형성되어, 상기 가공부에 상기 성형 플레이트(300)가 삽입되어 이루어질 수 있다.
[34]
렌즈 가공물은 상기 성형 플레이트(300) 상부에 개재되며, 상기 상부 코어(200)의 하면이 상기 렌즈 가공물의 상부에 압력을 가한다.
[35]
상기 상부 코어(200)는 상기 하부 코어(100)와 동일한 중심축을 가지며, 상기 하부 코어(100)의 상면과 상기 상부 코어(200)의 하면은 상호 대응되는 형상으로 이루어질 수 있다.
[36]
상기 홀더(400)는 상기 하부 코어(100) 및 상부 코어(200)의 외측에 배치되며, 상기 복수의 코어(100, 200)를 내부에 수용하는 코어 홀(410)이 중앙부에 형성된다. 상기 코어 홀(410)은 상기 하부 코어(100)의 상면 및 상기 상부 코어(200)의 하면과 대응되는 형상으로 이루어짐으로써, 상기 코어 홀(410) 내부에 다른 이물질이 삽입되는 것을 방지한다.
[37]
상기 스탑링(500)은 상기 홀더(400)의 외측에 배치되며, 상기 홀더(400)를 수용하는 통공(510)과 상기 하부 코어(100)의 하부를 파지하여 본 발명의 위치를 결정하는 받침 플레이트(520)를 포함하여 이루어진다.
[38]
[39]
도 2는 본 발명에 따른 렌즈 제작용 금형 장치를 도시한 예시도이다. 도 2와 같이, 상기 홀더(400)는 상기 스탑링(500)의 통공(510) 내부에 삽입된다. 상기 상부 코어(200)는 상기 홀더(400)에 중앙부에 형성되는 상기 홀더 홀(410)에 삽입되어, 렌즈 가공물 상부에 압력을 가한다.
[40]
상기 홀더(400) 및 스탑링(500)은 측부에 형성되는 곡면에 복수의 가스 배출공이 형성된다. 상기 가스 배출공(600)은 상기 상부 코어(200)가 렌즈 가공물의 상부에 가압됨에 따라 발생되는 가스를 외부로 배출하기 위한 구성이다.
[41]
[42]
도 3은 본 발명에 따른 렌즈 제작용 금형 장치가 결합된 상태를 도시한 단면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 스탑링(500)의 통공(510) 내부에는 상기 홀더(400)가 수용되어 배치된다. 상기 스탑링(500)의 통공(510) 내경은 상기 홀더(400)의 외경보다 크게 형성되며, 바람직하게는 0.4 내지 0.6 밀리미터(mm) 크게 형성될 수 있다.
[43]
상기 코어 홀(410)은 상기 성형 플레이트(300)가 상면에 배치되는 상기 하부 코어(100) 및 상기 성형 플레이트(300) 측으로 압력을 가하는 상기 상부 코어(200)를 수용한다. 상기 코어 홀(410)은 상기 하부 코어(100)의 하면 및 상기 상부 코어(200)의 상면과 대응되는 형상으로 이루어지며, 상기 복수의 코어(100, 200)보다 크게 형성되어 마찰을 줄일 수 있다.
[44]
상기 스탑링(500)의 높이는 본 발명에 의해 제작되는 렌즈의 두께를 결정하며, 상기 상부 코어(200)에 압력을 가하는 가압 수단을 상기 스탑링(500)이 제지함에 따라 상기 상부 코어(200)의 하방 운동을 저지한다. 이후 렌즈 가공물에 가압되는 구성이 정지됨에 따라, 렌즈의 두께가 최종적으로 결정된다.
[45]
[46]
도 4는 본 발명에 따른 렌즈 제작용 금형 장치로 렌즈가 가공되는 순서를 도시한 예시도이다. 먼저 도 4의 (a)와 같이, 상기 성형 플레이트(300) 상측에 렌즈를 구성하는 재질의 렌즈 가공물을 재치한다. 이후, 상기 상부 코어(200)가 상기 렌즈 가공물 상측으로 하방 운동을 수행한다. 상기 상부 코어(200)는 상기 코어 홀(410)에 의해 하방 운동되는 경로가 결정되며, 상기 렌즈 가공물의 중심에 어긋나도록 압력을 가하는 현상을 방지할 수 있다.
[47]
상기 상부 코어(200)에 의해 상측에서 압력을 받는 상기 렌즈 가공물은 (b)와 같이 성형된다. 상기 렌즈 가공물의 하면은 상기 성형 플레이트(300)의 곡면 함몰부(310)에 의해 일정한 곡률을 형성되며, 상기 상부 코어(200)의 하방 운동이 제지됨에 따라 성형이 정지된다. 따라서 상기 렌즈 가공물의 두께(T)를 결정하는 것은 상기 스탑링(500)의 높이(H)이며, 제작하고자 하는 렌즈의 두께에 따라 상기 스탑링(500)의 높이는 다르게 형성할 수 있다.
[48]
이후 도 4의 (c)와 같이, 하방 운동을 수행하였던 상기 상부 코어(200)를 상방 운동을 통하여 상기 코어 홀(410)에서 분리시키며, 가압되어 가공되었던 렌즈 가공물 역시 상기 코어 홀(410) 외부로 배출시켜 가공을 마무리한다.
[49]
[50]
지금까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았다.
[51]
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시예에 관련된 것이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형된 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
[52]
따라서 본 발명은 제시되는 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위에 기재된 기술사상의 균등한 범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능한 실시예가 있을 수 있다.
[53]

청구범위

[청구항 1]
상측에 렌즈 가공물이 배치되어, 상기 렌즈 가공물을 하부에서 지지하는 하부 코어(100); 상기 하부 코어(100)의 상측에 배치되며, 상기 하부 코어(100) 측으로 이동하여 렌즈에 압력을 제공하는 상부 코어(200); 상기 하부 코어(100) 및 상부 코어(200) 사이에 개재되며, 제작되는 렌즈의 곡면과 대응되는 형상으로 소정 깊이 함몰되는 곡면 함몰부(310)를 포함하는 성형 플레이트(300); 중앙에 상기 하부 코어(100) 및 상부 코어(200)를 수용하는 코어 홀(410)이 형성되어, 상기 하부 코어(100) 및 상부 코어(200)의 외측에 형성되는 홀더(400); 및 상기 홀더(400)의 외부에 배치되고, 상기 홀더(400)의 외경보다 큰 내경을 갖는 통공(510)이 형성되어, 상기 홀더(400)를 수용하는 스탑링(500); 를 포함하되, 상기 홀더(400)는 상기 하부 코어(100) 및 상부 코어(200)가 수용되는 코어 홀(410)이 중앙부에 형성되고, 상기 코어 홀(410)은 상기 성형 플레이트(300)가 배치되는 상기 하부 코어(100)의 상면 및 상기 성형 플레이트(300)로 압력이 가해질 시에 상기 성형 플레이트(300)와 접하는 상기 상부 코어(200)의 하면과 대응되는 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 렌즈 제작용 금형 장치.
[청구항 2]
제1항에 있어서, 상기 스탑링(500)은 상기 하부 코어(100)의 하면을 지지하는 받침 플레이트(520)를 더 포함하고, 상기 상부 코어(200)가 하강 시에는 상기 상부 코어(200)에 압력을 가하는 가압 수단이 상기 스탑링(500) 측면의 상부와 접촉하여, 제작되는 렌즈의 두께를 결정하는 것을 특징으로 하는 렌즈 제작용 금형 장치.
[청구항 3]
제1항에 있어서, 상기 홀더(400) 및 스탑링(500)은 측면을 관통하는 복수의 가스 배출공(600)이 형성되어, 렌즈 제작시 상기 홀더(400) 내에서 발생하는 가스가 상기 스탑링(500) 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 렌즈 제작용 금형 장치.
[청구항 4]
제1항에 있어서, 상기 성형 플레이트(300)는 상기 하부 코어(100)의 상면과 일체형으로 형성되고, 상기 곡면 함몰부(310)는 상기 하부 코어(100)의 상측에서 하측으로 소정 깊이 함몰되는 것을 특징으로 하는 렌즈 제작용 금형 장치.
[청구항 5]
제2항에 있어서, 상기 스탑링(500)의 높이는 상기 상부 코어(200)의 하면이 상기 성형 플레이트(300)의 상면과 밀착되었을 시의 상기 상부 코어(200)의 상면 높이보다 높은 것을 특징으로 하는 렌즈 제작용 금형 장치.

도면

[도1]

[도2]

[도3]

[도4]